TWI381899B - 雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板製造方法 - Google Patents

Description

雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板製造方法

本發明是有關於一種使用雷射光束(laser beam)來對薄膜等進行加工的雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板(solar panel)製造方法，且特別是有關於一種可將1條雷射光束分支為多條來進行加工或可使進行加工時的各雷射光束間的間距(pitch)寬度可變的雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板製造方法。

以往在太陽能面板的製造步驟中，在透光性基板(玻璃基板)上依次形成透明電極層、半導體層、金屬層，並在形成後的各步驟中利用雷射光束將各層加工為狹條狀(strip-like form)，從而完成太陽能面板模組(solar panel module)。在以此方式製造太陽能面板模組時，利用雷射光束在玻璃基板上的薄膜上例如以約10mm的間距形成切割線(scribe line)。此切割線是由線寬約為30μm、且線與線的間隔約為30μm的3條線所構成。在利用雷射光束來形成切割線時，通常是將雷射光束照射至恒速移動的玻璃基板上。由此，可形成深度及線寬穩定的切割線。關於此類在使用雷射光束的加工方法中將雷射光束分支為多條來進行加工的情況，已知有日本專利特開2004-141929號公報中所揭示的情況。

在日本專利特開2004-141929號公報所揭示的雷射加工方法中，使用相位光柵(phase grating)來將雷射分支為多條雷射光束，並對工件(work)照射分支的多條雷射光束。一般而言，在太陽能面板製造步驟中，直接將高斯光束(Gauss beam)用作雷射光束，且將光束直徑縮小為規定的寬度而使基板移動，從而進行切割加工。如果將高斯光束用作雷射光束，則加工形狀為研缽狀，從而存在中央部的膜過於懸浮或對玻璃基板造成損傷(damage)。而且，由於切割加工中是脈衝(pulse)照射雷射光束，因此存在切割線的兩側脊線起伏的問題。

而且，使同時照射的多條雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度θ增大，使照射區域(area)的範圍減小，從而將多個照射連結起來，而形成範圍較廣的除去部。但是，在日本專利特開2004-141929號公報所揭示的雷射加工方法中是使用相位光柵將雷射光束分支，因此很難使已分支的雷射光束間的間距寬度形成約為10mm左右，從而難以在太陽能面板的製造步驟中應用日本專利特開2004-141929號公報所揭示的技術。

為了解決所述問題，以往是在聚光透鏡(collecting lens)的正前方配置相位型衍射光學元件(DOE：Diffractive Optical Element)，該相位型衍射光學元件將高斯光束轉換為頂帽形(Top Hat)光束，並對基板照射雷射光束。DOE是具有對雷射光束的配光特性進行轉換/整形的功能的元件，主要用來將雷射光束的高斯(Gaussian)強度分佈轉換為平頂形(flat top)(頂帽形)強度分佈，從而提高雷射加工等的精度。

然而，由於DOE是價格昂貴的元件，所以存在如下問題：如上所述在分支的多條雷射光束的聚光透鏡的正前方分別設置DOE將會導致價格高漲，因而不佳。

而且，日本專利特開2004-141929號公報所揭示的雷射加工方法的情況可通過僅使作為單體元件的相位光柵進行旋轉，而簡單地對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度θ進行可變控制。但是，在太陽能面板製造步驟中，由於使用多個半反光鏡(half mirror)以及反射鏡等，來將從雷射產生裝置射出的雷射光束分支為間距寬度約10mm左右的雷射光束，因而難以對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度θ進行可變控制，從而現狀為尚未實現所述可變控制。

本發明的目的之一是鑒於所述問題而完成的，是提供一種無需針對分支的多條雷射光束中的每條雷射光束來設置DOE便可將所有雷射光束轉換為頂帽形光束並照射至基板的雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板製造方法。

本發明的目的之一是提供一種可使用半反光鏡及反射鏡來將雷射光束分支為多條雷射光束，並對該分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制的雷射加工方法、雷射加工裝置以及太陽能面板製造方法。

本發明提供一種雷射加工方法：在將雷射光束分支為多條雷射光束，使分支的多條雷射光束對工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工的雷射加工方法中，在所述雷射光束的分支前的光路中設置相位型衍射光學元件機構，將所述雷射光束轉換為頂帽形強度分佈，且以轉換後的多條雷射光束照射至所述工件為止的各光路長度相同的方式，來將所述雷射光束分支為多條雷射光束而對所述工件進行照射。

本發明中，在將雷射光束分支為多條雷射光束，使分支的多條雷射光束對工件一面進行相對移動一面進行照射的情況下，是在雷射光束的分支前的光路中配置相位型衍射光學元件機構配置，以將雷射光束轉換為頂帽形強度分佈。轉換後的雷射光束由半反光鏡或反射鏡等而被分支為多條雷射光束。此時，以轉換後的多條雷射光束照射至工件為止的各光路長度彼此相等的方式，來將雷射光束引導照射至工件為止。由此，即便並未針對分支的多條雷射光束中的每條雷射光束來設置相位型衍射光學元件(DOE)，也可將已轉換為頂帽形光束的多條雷射光束照射至基板上，因此可實現成本降低。而且，所述分支是來自於一個(DOE)光源的分支，因此可較容易地使分支的雷射光束的特性均一化。

在所述的雷射加工方法中，使用由半反光鏡及反射鏡構成的分支機構來將雷射光束分支為多條雷射光束，使用所述分支機構，將垂直地朝向所述工件的加工面的垂直雷射光束分支為多條雷射光束，並且以所述垂直雷射光束的前進方向為中心軸而使所述分支機構旋轉，由此，對所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的對所述工件的相對移動方向所構成的角度進行可變控制。

從雷射產生裝置射出的雷射光束最終垂直地照射至工件的加工面。本發明中，將包括半反光鏡及反射鏡的分支機構設置在該垂直地朝向所述工件的加工面的垂直雷射光束的中途，並對雷射光束進行分支。此時，構成為使分支機構的旋轉中心軸與垂直雷射光束的前進方向相一致，且使得分支機構整體可旋轉，由此，可容易地對分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制。

在所述的雷射加工方法中，在對所述工件照射轉換為頂帽形強度分佈後的雷射光束，並且所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的相對移動方向所構成的角度受到旋轉控制的情況下，使得所述相位型衍射光學元件機構不相對於所述雷射光束的相對移動方向而旋轉。

一般而言，在太陽能面板製造步驟中，是將高斯光束用作雷射光束，且將光束直徑縮小為規定的寬度而使基板移動，從而進行切割加工。如果將高斯光束用作雷射光束，則加工形狀為研缽狀，從而存在中央部的膜過於懸浮的問題，而且，進行切割加工時是脈衝照射雷射光束，因此存在切割線的兩側脊線起伏的問題。對此，在雷射光束的光路中配置相位型衍射光學元件(DOE：Diffractive Optical Element)，將高斯光束轉換為頂帽形(Top Hat)光束，並對工件照射雷射光束。DOE是具有對雷射光束的配光特性進行轉換/整形的功能的元件，主要用於將雷射光束的高斯強度分佈轉換為平頂形(頂帽形)強度分佈，並提高雷射加工等的精度。通過使用該DOE，可使雷射光束的照射形狀形成為大致正方形狀，且可平滑地形成切割線的兩側脊線。然而，在對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制時，由於照射形狀為大致正方形狀，因而切割線的兩側脊線可能反而較高斯強度分佈時更加起伏。因此，在本發明中，即便在對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制的情況下，也使得相位型衍射光學元件機構不相對於雷射光束的相對移動方向而旋轉。由此，可平滑地形成切割線的兩側脊線。

本發明中，在分支前只要設置一個DOE即可，因此即便在對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制的情況下，也只要僅使所述一個DOE不旋轉即可，從而可簡化結構。

本發明還提供一種雷射加工裝置：在將雷射光束分支為多條雷射光束，使分支的多條雷射光束對保持機構所保持的工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工的雷射加工裝置中，所述雷射加工裝置包括：相位型衍射光學元件機構，設置在所述雷射光束的分支前的光路中，將所述雷射光束轉換為頂帽形強度分佈；以及分支機構，以由所述相位型衍射光學元件機構轉換的多條雷射光束照射至所述工件為止的各光路長度相同的方式，來將所述雷射光束分支為多條雷射光束而對所述工件進行照射。本發明是與所述雷射加工方法的第1特徵相對應的雷射加工裝置的發明。

本發明的雷射加工裝置還更包括：分支機構，使用半反光鏡及反射鏡來將垂直朝向所述工件的加工面的垂直雷射光束分支為多條雷射光束；控制機構，使由所述分支機構分支的多條雷射光束對所述保持機構所保持的工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工；以及旋轉控制機構，以所述垂直雷射光束的前進方向為中心軸來對所述分支機構進行旋轉控制，由此，對所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的對所述工件的相對移動方向所構成的角度進行可變控制。本發明是與所述雷射加工方法的第2特徵相對應的雷射加工裝置的發明。

在所述的雷射加工裝置中：在對所述工件照射由所述相位型衍射光學元件機構進行轉換後的雷射光束，並且所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的相對移動方向所構成的角度受到旋轉控制的情況下，所述相位型衍射光學元件機構不會相對於所述雷射光束的相對移動方向而旋轉。本發明是與所述雷射加工方法的第3特徵相對應的雷射加工裝置的發明。

本發明還提供一種太陽能面板製造方法：使用所述雷射加工方法、或所述雷射加工裝置來製造太陽能面板。本發明是使用所述雷射加工方法或所述雷射加工裝置中的任一者來製造太陽能面板。

[發明的效果]

根據本發明，可具有下述效果：可縮短雷射光束加工時的作業時間(tact time)，從而可大幅提高整體生產量(throughput)。

根據本發明，可具有下述效果：可使用半反光鏡及反射鏡來將雷射光束分支為多條雷射光束，並且可對該分支方向與雷射光束的掃描方向所構成的角度進行可變控制。

為讓本發明之上述技術特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

以下，根據附圖來說明本發明的實施方式。圖1是表示本發明的一實施方式的雷射加工裝置的概略結構的圖。該雷射加工裝置進行太陽能面板製造裝置的雷射光束加工處理(雷射切割)步驟。

圖1的太陽能面板製造裝置是由基座10、XY平臺20、雷射產生裝置40、光學系統構件50、對準照相機(alignment camera)裝置60、線性編碼器(linear encoder)70、控制裝置80以及檢測光學系統構件等所構成。在基座10上設置著沿基座10的X軸方向及Y軸方向(XY平面)受到驅動控制的XY平臺20。

XY平臺20受到控制而向X方向及Y方向移動。另外，XY平臺20的驅動機構使用滾珠螺杆(ball screw)或線性馬達(linear motor)等，此處省略了它們的圖示。在XY平臺20的上側保持著作為雷射加工對象的工件1。而且，在基座10上設置著的滑動架(slide frame)30，所述滑動架一面保持光學系統構件一面沿Y軸方向受到滑動驅動。XY平臺20構成為：可以Z軸為旋轉軸而沿θ方向進行旋轉。另外，當可利用滑動架30來充分確保Y軸方向的移動量時，XY平臺20也可構成為僅進行X軸方向的移動。此時，XY平臺20也可為X軸平臺結構。

滑動架30安裝在基座10上的四角上所設置的移動臺上。滑動架30受到此移動台的控制而向Y方向移動。在底板(base plate)31與移動台之間設置著消振(vibration-free)構件(未圖示)。在滑動架30的底板31上設置著雷射產生裝置40、光學系統構件50以及控制裝置80。光學系統構件50是由鏡片(mirror)及透鏡(lens)的組合所構成，該光學系統構件50將由雷射產生裝置40所產生的雷射光束分割為4個系列並引導至XY平臺20上的工件1上。另外，雷射光束的分割數並不限定為4個系列，只要為2個系列或2個系列以上即可。

對準照相機裝置60獲取XY平臺20上且工件1的兩端部(X軸方向的前後邊緣部)附近的圖像。所述對準照相機裝置60所獲取的圖像被輸出到控制裝置80中。控制裝置80將來自對準照相機裝置60的圖像與工件1的識別字(identity，ID)資料一起存儲在資料庫(data base)機構中，以用於以後的工件1的對準處理。

線性編碼器70是由設置在XY平臺20的X軸移動平臺側面的刻度(scale)構件及檢測部所構成。線性編碼器70的檢測信號被輸出到控制裝置80中。控制裝置80根據來自線性編碼器70的檢測信號，來檢測XY平臺20的X軸方向的移動速度(移動頻率)，並對雷射產生裝置40的輸出(雷射頻率)進行控制。

如圖1所示，光學系統構件50設置在底板31的下表面側。用於將從雷射產生裝置40中射出的雷射光束導向光學系統構件50的反射鏡33、35是設置在底板31上。從雷射產生裝置40中射出的雷射光束被反射鏡33反射到反射鏡35，反射鏡35使來自反射鏡33的反射雷射光束經由設置在底板31上的穿透孔而導向光學系統構件50。另外，如果從雷射光束發生裝置40中射出的雷射光束可通過設置在底板31上的穿透孔，而從上側導入到光學系統構件50中，那麼光學系統構件50可採用任意的結構。例如，也可將雷射產生裝置40設置在穿透孔的上側，經由穿透孔直接將雷射光束導向光學系統構件50。

圖2是表示光學系統構件50的詳細結構的圖。實際的光學系統構件50的結構複雜，此處為了簡化說明而將圖示簡化表示。圖2是從圖1的-X軸方向觀察光學系統構件50的內部的圖。如圖2所示，在底板31上具有穿透孔37，此穿透孔37是用於將由反射鏡35所反射的雷射光束導入到光學系統構件50內。在此穿透孔37的正下方，設置著將高斯強度分佈的雷射光束轉換為頂帽形強度分佈的雷射光束的相位型衍射光學元件(DOE：Diffractive Optical Element)500。

經DOE500轉換為頂帽形強度分佈雷射光束(頂帽形光束)的雷射光束，經由半反光鏡511分別分支為反射光束及透射光束，反射光束朝向右方的半反光鏡512前進，透射光束朝向下方的反射鏡524前進。由半反光鏡511反射的光束被半反光鏡512進一步分支為反射光束及透射光束，反射光束朝向下方的反射鏡522前進，透射光束朝向右方的反射鏡521前進。穿透半反光鏡512的光束被反射鏡521反射後，經由下方的聚光透鏡541而照射至工件1上。由半反光鏡512反射的光束被反射鏡522、523反射後，經由下方的聚光透鏡542而照射至工件1上。穿透半反光鏡511的光束被反射鏡524反射後，朝向左方前進。由反射鏡524反射的光束被半反光鏡513分支為反射光束及透射光束，反射光束朝向下方的反射鏡526前進，透射光束朝向左方的反射鏡528前進。由半反光鏡513反射的光束被反射鏡526、527反射後，經由下方的聚光透鏡543而照射至工件1上。穿透半反光鏡513的光束被反射鏡528反射後，經由下方的聚光透鏡544而照射至工件1上。

由DOE500轉換的頂帽形光束經由所述半反光鏡511～513及反射鏡521～528而穿透、反射之後，被導向聚光透鏡541～544。此時，設定為從DOE500到各聚光透鏡541～544為止的光路長度相等。即，由半反光鏡511反射的光束穿透半反光鏡512後、再由反射鏡521反射而到達聚光透鏡541為止的光路長度，由半反光鏡511反射的光束被半反光鏡512、反射鏡522、523分別反射而到達聚光透鏡542為止的光路長度，穿透半反光鏡511的光束被反射鏡523、半反光鏡513、反射鏡526、527分別反射而到達聚光透鏡543為止的光路長度，以及穿透半反光鏡511的光束被反射鏡523反射、並穿透半反光鏡513後由反射鏡528反射而到達聚光透鏡544為止的光路長度，分別為相等的距離。由此，即便在光束分支的近前配置DOE500，也可將頂帽形強度分佈的雷射光束同樣地導向聚光透鏡541～544。

快門(shutter)機構531～534是用於：在從光學系統構件50的各聚光透鏡541～544中射出的雷射光束偏離工件1時，遮蔽雷射光束的射出。自動聚焦(automatic focus)用測長系統52、54由未圖示的檢測光照射用雷射器及自動聚焦用光電二極體(photodiode)所構成，所述自動聚焦用測長系統接收由檢測光照射用雷射器所照射的光之中、從工件1的表面所反射的反射光，並根據其反射光量來將光學系統構件50內的聚光透鏡541～544上下驅動，從而調整光學系統構件50相對於工件1的高度(聚光透鏡541～544的焦點)。另外，焦點調整用驅動機構並未圖示。

圖3是表示檢測光學系統構件的結構的示意圖。如圖1及圖3所示，檢測光學系統構件是由光束採樣器(beam sampler)92、93、高速光電二極體94以及光軸檢查用電荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)照相機96所構成。光束採樣器92、93是設置在導入到光學系統構件50內的雷射光束的光路中。本實施方式中，光束採樣器92、93是設置在雷射產生裝置40與反射鏡33之間。光束採樣器92、93是對雷射光束的一部分(例如，雷射光束的約1成左右或1成以下的光量)進行採樣(sampling)後分支輸出到外部的元件。高速光電二極體94配置成在光接收面的大致中央附近處接收由光束採樣器92分支輸出的雷射光束的一部分(採樣光束)。與由高速光電二極體94所檢測的雷射光束的強度相對應的輸出信號被輸出到控制機構80中。光軸檢查用CCD照相機96配置成在光接收面的大致中央附近處接收由光束採樣器93分支輸出的雷射光束的一部分(採樣光束)。由光軸檢查用CCD照相機96拍攝的影像被輸出到控制機構80中。另外，光軸檢查用CCD照相機96也可取得表示照射至高速光電二極體94的雷射光束位置的圖像，且將該圖像輸出到控制機構80中。

控制裝置80根據來自線性編碼器70的檢測信號，而對XY平臺20的X軸方向的移動速度(移動頻率)進行檢測，並控制雷射產生裝置40的輸出(雷射頻率)，且根據從高速光電二極體94以及光軸檢查用CCD照相機96輸出的信號而對從雷射產生裝置40射出的雷射光束的漏脈衝(omission of pulses)進行檢測，或者根據雷射光束的光軸偏移量而對雷射產生裝置40的射出條件進行控制，或者對用來將雷射光束導入到光學系統構件50內的反射鏡33、35的配置等進行回饋(feedback)控制。

圖4是表示控制裝置80的詳細處理的方塊(block)圖。控制裝置80是由分支機構81、漏脈衝判定機構82、警報(alarm)產生機構83、基準CCD圖像存儲機構84、光軸偏移量測量機構85以及雷射控制器86所構成。分支機構81將線性編碼器70的檢測信號(時脈脈衝(clock pulse))分支且輸出到後段的雷射控制器86中。

漏脈衝判定機構82輸入與來自高速光電二極體94的雷射光束強度相對應的輸出信號(二極體輸出)、及從分支機構81輸出的檢測信號(時脈脈衝)，並據此來判定雷射光束的漏脈衝。圖5(A)、(B)、(C)是表示漏脈衝判定機構82的動作的一個例子的圖。在圖5中，圖5(A)表示從分支機構81輸出的檢測信號(時脈脈衝)的一個例子，圖5(B)表示與從高速光電二極體94輸出的雷射光束強度相對應的輸出信號(二極體輸出)的一個例子，圖5(C)表示漏脈衝判定機構82在漏脈衝檢測時所輸出的警報信號的一個例子。

如圖5(A)、(B)、(C)所示，漏脈衝判定機構82將來自分支機構81的時脈脈衝的下降時刻作為觸發(trigger)信號，而判定二極體輸出值是否大於等於規定的臨界值Th，當二極體輸出值小於臨界值Th時，將高電平(high level)信號輸出到警報產生機構83中。警報產生機構83將以下警報通知外部，所述警報表示：來自漏脈衝判定機構82的信號從低電平(low level)變化為高電平的時刻，且產生漏脈衝。警報的通知利用圖像顯示、發音等各種方法進行。通過產生警報，操作者(operator)可辨識漏脈衝產生。而且，當此警報頻繁產生時，意味著雷射產生裝置的性能劣化或壽命結束。

基準CCD圖像存儲機構84存儲著如圖4所示的基準CCD圖像84a。此基準CCD圖像84a表示：在光軸檢查用CCD照相機96的光接收面中央處接收雷射光束的狀態的圖像。從光軸檢查用CCD照相機96輸出如圖4所示的被檢查圖像85a。光軸偏移量測量機構85取得來自光軸檢查用CCD照相機96的被檢查圖像85a，並將被檢查圖像85a與基準CCD圖像84a進行比較，而對光軸的偏移量進行測量，且將此偏移量輸出到雷射控制器86中。例如，當從光軸檢查用CCD照相機96輸出如圖4所示的被檢查圖像85a這樣的圖像時，光軸偏移量測量機構85將兩者進行比較以測量出X軸及Y軸方向的偏移量，並將該偏移量輸出到雷射控制器86中。雷射控制器86對與雷射光束的光軸相關的裝置、即雷射產生裝置40的射出條件或用於將雷射光束導入到光學系統構件50內的反射鏡33、35的配置等進行回饋調整，以使被檢查圖像85a與基準CCD圖像84a相一致。

所述實施方式中，就檢查雷射光束的光軸偏移以及漏脈衝的情況進行了說明，但如圖6所示，也可根據來自高速光電二極體94的輸出波形，而檢查雷射光束的脈衝狀態。例如，圖6中，也可測量雷射光束的脈衝寬度以及脈衝高度，並在這些脈衝寬度以及脈衝高度產生異常時發出警報。另外，就雷射光束的脈衝寬度而言，將來自高速光電二極體94的輸出波形達到規定值或規定值以上的期間處於規定範圍時作為正常情況，當大於或小於此範圍時判定為脈衝寬度異常，並輸出警報。而且，就雷射光束的脈衝高度而言，將來自高速光電二極體94的輸出波形的最大值處於允許範圍內時作為正常情況，當大於或小於此允許範圍時判定為脈衝高度異常，並輸出警報。這樣，由於隨時採樣雷射光束，因此可即時(real time)地對脈衝寬度、脈衝高度(功率(power))等雷射光束的品質進行管理。如果頻繁產生如上所述的漏脈衝，那麼可判斷雷射產生裝置40劣化或壽命結束。

圖7(A)、(B)、(C)是從下側(工件側)觀察圖1的光學系統構件的圖。圖7(A)、(B)、(C)表示光學系統構件50與底板31的一部分。圖7(A)是表示圖1所示的光學系統構件50與底板31的位置關係的圖，如圖所示，光學系統構件50的端面(圖的上側端部)與底板31的端面(圖的上側端部)相一致。圖7(B)是表示光學系統構件50以穿透孔37的中心為旋轉軸而相對於底板31逆時針旋轉約30度的狀態的圖。圖7(C)是表示光學系統構件50以穿透孔37的中心為旋轉軸而相對於底板31逆時針旋轉約45度的狀態的圖。

本實施方式的太陽能面板製造裝置中，光學系統構件50構成為：能以雷射光束的導入孔即穿透孔37的中心為旋轉軸而自如旋轉。也就是，作為分支機構的光學系統構件50，是以圖2的從反射鏡35而通過DOE500後朝向半反光鏡511前進的垂直雷射光束的前進方向為中心軸，而受到旋轉控制。由此，可自如地對雷射光束的分支方向與雷射光束的對工件的相對移動方向(圖7的垂直方向)所構成的角度θ進行可變控制。另外，光學系統構件50的旋轉驅動機構可使用滾珠螺杆或線性馬達等的現有的技術，但這些均省略圖示。

如圖7所示，即便在對雷射光束的分支方向與雷射光束的掃描方向(圖7的垂直方向)所構成的角度進行可變控制的情況下，也使DOE500不相對於雷射光束的相對移動方向而旋轉。即，通過使用DOE500，雷射光束的照射形狀如圖7的聚光透鏡541～544內所示，成為如虛線正方形般的照射形狀。因此，如果對光學系統構件50進行旋轉控制並且使DOE500旋轉，那麼聚光透鏡541～544內的虛線正方形也會相應於DOE500的旋轉量而旋轉。如果在此狀態下掃描照射雷射光束，那麼正方形的角將會位於切割線的兩側脊線處，而脊線會顯示出起伏的形狀。因此，如本實施方式般，即便對光學系統構件50進行旋轉控制，也使得DOE500不會發生旋轉，由此，如圖7(B)及圖7(C)所示，掃描方向(圖7的垂直方向)與聚光透鏡541～544內的虛線正方形的左右兩邊相一致，從而可極其平滑地形成切割線的兩側脊線，而且，即便在使光學系統構件50旋轉而適當控制切割線的間距時，也可形成脊線平滑的切割線。另外，所述實施方式中，對在雷射光束的光路中僅設置一個DOE的情況進行了說明，但也可在分支後的各聚光透鏡的正前方分別設置DOE。在此情況下，也需要構成為：即便對光學系統構件50進行旋轉控制，也使各DOE不發生旋轉。另外，可通過將DOE500以與光學系統構件50分離的方式直接連結設置在底板31上，從而使DOE500從光學系統構件50的旋轉中獨立出來。

圖8(A)、(B)、(C)是表示光學系統構件的旋轉量與切割線的間距寬度的關係的圖。圖8(A)、(B)、(C)分別是表示進行雷射切割加工處理後的切割線的狀態的圖，其中，圖8(A)表示如圖7(A)所示光學系統構件50未發生旋轉的狀態，圖8(B)表示如圖7(B)所示光學系統構件50旋轉了約30度的狀態，圖8(C)表示如圖7(C)所示光學系統構件50旋轉了約45度的狀態。如果將圖8(A)的情況下的切割線的間距設為P0，那麼圖8(B)的情況下的間距P30成為P0×cos30°，圖8(C)的情況下的間距P45成為P0×cos45°。這樣，本實施方式的太陽能面板製造裝置可通過適當調整光學系統構件50的旋轉角度，而對切割線的間距進行可變調整。

所述實施方式中，僅觀察漏脈衝的產生，但也可通過獲取並存儲漏脈衝產生部位的座標資料(位置資料)，而進行切割線的修補(repair)處理。

所述實施方式中，對利用光軸檢查用CCD照相機96直接接收由光束採樣器93分支輸出的雷射光束的一部分(採樣光束)，並通過對其進行圖像處理來檢查光軸偏移的情況進行了說明，但也可通過光軸檢查用CCD照相機96或者分割型光電二極體來獲取表示在高速光電二極體94的光接收面中央處接收雷射光束的狀態的圖像，來作為被檢查圖像，且由此檢查光軸偏移。

所述實施方式中，對檢查雷射光束的光軸偏移以及漏脈衝的情況進行了說明，但也可將光軸偏移、漏脈衝、脈衝寬度以及脈衝高度分別適當組合後檢查雷射光束的狀態。

所述實施方式中，對從形成有薄膜的工件1的表面照射雷射光束，從而在薄膜上形成切割線(溝槽)的情況進行了說明，但也可從工件1的背面照射雷射光束，從而在工件表面的薄膜上形成切割線。

所述實施方式中，以太陽能面板製造裝置為例進行了說明，但本發明也可應用在電致發光(electroluminescent，EL)面板製造裝置、EL面板修補裝置、平面顯示器(Flat Panel Display，FPD)修補裝置等進行雷射加工的裝置中。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．工件

10．．．基座

20．．．XY平臺

30．．．滑動架

31．．．底板

33、35．．．反射鏡

37．．．穿透孔

40．．．雷射產生裝置

50．．．光學系統構件

52、54．．．自動聚焦用測長系統

60．．．對準照相機裝置

70．．．線性編碼器

80．．．控制裝置

81．．．分支機構

82．．．漏脈衝判定機構

83．．．警報產生機構

84．．．基準CCD圖像存儲機構

84a．．．基準CCD圖像

85．．．光軸偏移量測量機構

85a．．．被檢查圖像

86．．．雷射控制器

92、93．．．光束採樣器

94．．．高速光電二極體

96．．．光軸檢查用CCD照相機

500．．．相位型衍射光學元件(DOE)

511～513．．．半反光鏡

521～528．．．反射鏡

531～534．．．快門機構

541～544．．．聚光透鏡

P0、P30、P45．．．間距

圖1是表示本發明的一實施方式的雷射加工裝置的概略結構的圖。

圖2是表示圖1的光學系統構件的詳細結構的圖。

圖3是表示圖1的檢測光學系統構件的結構的示意圖。

圖4是表示控制裝置的詳細處理的方塊圖。

圖5(A)、(B)、(C)是表示圖3的漏脈衝判定機構的動作的一個例子的圖。

圖6是表示從圖5的高速光電二極體輸出的波形的一個例子的圖。

圖7(A)、(B)、(C)是從下側(工件側)觀察圖1的光學系統構件的圖。

圖8(A)、(B)、(C)是表示光學系統構件的旋轉量與切割線的間距寬度的關係的圖。

35．．．反射鏡

37．．．穿透孔

500．．．相位型衍射光學元件

511、512、513．．．半反光鏡

52、54．．．自動聚焦(automatic focus)用測長系統

521-524．．．反射鏡

526-528．．．反射鏡

531-534．．．快門機構

541-544．．．聚光透鏡

Claims (5)

1. 一種雷射加工方法，將雷射光束分支為多條雷射光束，使分支的多條雷射光束對工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工，所述雷射加工方法的特徵在於：在所述雷射光束的分支前的光路中配置相位型衍射光學元件機構，將所述雷射光束轉換為頂帽形強度分佈，且以轉換後的多條雷射光束照射至所述工件為止的各光路長度相同的方式，來將所述雷射光束分支為多條雷射光束而對所述工件進行照射，上述將所述雷射光束分支為多條雷射光束是使用由半反光鏡及反射鏡構成的分支機構來將雷射光束分支為多條雷射光束，使用所述分支機構，將垂直朝向所述工件的加工面的垂直雷射光束分支為多條雷射光束，並且以所述垂直雷射光束的前進方向為中心軸而使所述分支機構旋轉，由此，對所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的對所述工件的相對移動方向所構成的角度進行可變控制。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工方法，其特徵在於：在對所述工件照射轉換為頂帽形強度分佈後的雷射光束，並且所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的相對移動方向所構成的角度受到旋轉控制的情況下，使得所述相位型衍射光學元件機構不相對於所述雷射光束的相對移動方向而旋轉。
3. 一種雷射加工裝置，將雷射光束分支為多條雷射光束，使分支的多條雷射光束對保持機構所保持的工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工，所述雷射加工裝置的特徵在於包括：相位型衍射光學元件機構，設置在所述雷射光束的分支前的光路中，將所述雷射光束轉換為頂帽形強度分佈；以及分支機構，以由所述相位型衍射光學元件機構轉換的多條雷射光束照射至所述工件為止的各光路長度相同的方式，來將所述雷射光束分支為多條雷射光束而對所述工件進行照射，其中所述分支機構使用半反光鏡及反射鏡來將垂直朝向所述工件的加工面的垂直雷射光束分支為多條雷射光束，所述雷射加工裝置更包括：控制機構，使由所述分支機構分支的多條雷射光束對所述保持機構所保持的工件一面進行相對移動一面進行照射，由此來對工件實施規定的加工；以及旋轉控制機構，以所述垂直雷射光束的前進方向為中心軸來對所述分支機構進行旋轉控制，由此，對所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的對所述工件的相對移動方向所構成的角度進行可變控制。
4. 如申請專利範圍第3項所述的雷射加工裝置，其特 徵在於：在對所述工件照射由所述相位型衍射光學元件機構進行轉換後的雷射光束，並且所述雷射光束的分支方向與所述雷射光束的相對移動方向所構成的角度受到旋轉控制的情況下，所述相位型衍射光學元件機構不會相對於所述雷射光束的相對移動方向而旋轉。
5. 一種太陽能面板製造方法，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1項或第2項所述的雷射加工方法、或者如申請專利範圍第3項或第4項所述的雷射加工裝置來製造太陽能面板。